DE102021208772B4 - Half-bridge for an inverter for operating an electric vehicle drive, power module comprising several half-bridges, inverter, method for producing an inverter - Google Patents

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Abstract

Halbbrücke (10A, 10B) für einen Inverter zum Bestromen eines elektrischen Antriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend:- mehrere Halbleiterschaltelemente (12), die eine Highside und eine zur Highside reihengeschaltete Lowside bilden, wobei im Betrieb der Halbbrücke ein höheres elektrisches Potential an der Highside und ein niedrigeres elektrisches Potential an der Lowside anliegt,- ein Substrat, auf dessen ersten Seite (144) die Halbleiterschaltelemente angebracht sind und auf dessen der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ein Kühlkörper des Inverters anbindbar ist,wobei der Inverter eine Leiterplatte (16) aufweist, auf der mehrere elektronische Bauteile zum Schalten der Halbleiterschaltelemente (12) mit diesen über mehrere Strom- und/oder Signalleitungen verbunden sind,wobei ein Leiterkörper (18) zwischen der Leiterplatte (16) und dem Substrat befestigt ist, sodass der Leiterkörper (18) von der Leiterplatte (16) formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig aufgenommen ist, um eine elektrische Leitung zwischen einem Stromkontakt (124) der Halbleiterschaltelemente (12) und einer Metallisierung (14) auf der ersten Seite (144) des Substrats bereitzustellen, wobei das Substrat eine zweite Öffnung (142) aufweist, in der der Leiterkörper (18) in einem aufgebauten Zustand der Halbbrücke (10A) an seinem substratseitigen Ende aufgenommen ist.Half-bridge (10A, 10B) for an inverter for supplying current to an electric drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising:- a plurality of semiconductor switching elements (12) which form a high side and a low side connected in series with the high side, wherein during operation of the half-bridge a higher electrical potential is present at the high side and a lower electrical potential is present at the low side,- a substrate, on the first side (144) of which the semiconductor switching elements are mounted and on the second side opposite the first side of which a heat sink of the inverter can be connected,wherein the inverter has a circuit board (16) on which a plurality of electronic components for switching the semiconductor switching elements (12) are connected to them via a plurality of current and/or signal lines,wherein a conductor body (18) is fastened between the circuit board (16) and the substrate, so that the conductor body (18) is received by the circuit board (16) in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner in order to form an electrical line between a current contact (124) of the semiconductor switching elements (12) and a metallization (14) on the first side (144) of the substrate, wherein the substrate has a second opening (142) in which the conductor body (18) is received at its substrate-side end in a constructed state of the half-bridge (10A).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Elektromobilität, insbesondere der Inverter zum Betreiben eines Elektroantriebs für ein Fahrzeug.The present invention relates to the field of electromobility, in particular to inverters for operating an electric drive for a vehicle.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Leistungsmodule (Engl.: power modules) finden bei Kraftfahrzeugen zunehmende Anwendungen. Sie werden bspw. in DC/AC-Wechselrichtern (Invertern) eingesetzt, die dazu dienen, elektrische Maschinen wie Elektromotoren mit einem mehrphasigen Wechselstrom zu bestromen. Solche Leistungsmodule basieren auf Halbleiterschaltelementen, insbesondere Transistoren wie IGBTs, MOSFETs und HEMTs. Durch gezieltes Schalten der Halbleiterschaltelemente wird ein aus einem mittels einer DC-Energiequelle, etwa einer Batterie, erzeugter Gleichstrom in einen mehrphasigen Wechselstrom umgewandelt. Das Leistungsmodul umfasst in der Regel mehrere sogenannte Halbbrücken, die jeweils eine Highside und eine Lowside aufweisen. Jede Highside bzw. Lowside umfasst ein oder mehrere Halbleiterschaltelemente. Um einen dreiphasigen Wechselstrom am Ausgang des Inverters zu erzeugen werden drei Halbbrücken im Inverter eingesetzt, wobei jede Halbbrücke einem der drei Phasenströme fest zugeordnet ist.Power modules are increasingly being used in motor vehicles. They are used, for example, in DC/AC inverters, which are used to supply electrical machines such as electric motors with a multi-phase alternating current. Such power modules are based on semiconductor switching elements, in particular transistors such as IGBTs, MOSFETs and HEMTs. By specifically switching the semiconductor switching elements, a direct current generated from a DC energy source, such as a battery, is converted into a multi-phase alternating current. The power module usually comprises several so-called half-bridges, each of which has a high side and a low side. Each high side or low side comprises one or more semiconductor switching elements. In order to generate a three-phase alternating current at the output of the inverter, three half bridges are used in the inverter, with each half bridge being permanently assigned to one of the three phase currents.

Die WO 2021/ 152 021 A1 stellt ein kompaktes, konfigurierbares Leistungs-Halbleitermodul vor, das durch die Anordnung von Halbleiterchips auf einer Halbleiterplatine und einem Adapterboard mit vertikalen leitenden Pfosten eine geringe Streuinduktivität und hohe Leistungsdichte erreicht. Das Modul ermöglicht flexible Topologien und bietet separate Anschlüsse für Leistungs- und Steuerelektroden jedes Chips, was eine Vielzahl von Schaltungsanordnungen und verbesserte Effizienz ermöglicht. Zudem führt die Struktur zu einer symmetrischen Wärmeableitung und erhöhter Zuverlässigkeit des Moduls.The WO 2021/ 152 021 A1 introduces a compact, configurable power semiconductor module that achieves low stray inductance and high power density by arranging semiconductor chips on a semiconductor board and an adapter board with vertical conductive posts. The module enables flexible topologies and provides separate connections for power and control electrodes of each chip, enabling a variety of circuit arrangements and improved efficiency. In addition, the structure results in symmetrical heat dissipation and increased reliability of the module.

DE 10 2015 224 431 A1 beschreibt ein Leistungshalbleitermodul, das aufgrund seiner Größe und langen Stromwege Schwierigkeiten mit hoher Induktivität hat. Die Erfindung adressiert dieses Problem durch ein Halbleiterbauelement, das mehrere Halbleitereinheiten beinhaltet, welche jeweils eine Dreipunkt-Wechselrichter-Schaltung bilden. Diese Einheiten sind elektrisch parallel geschaltet und bestehen aus einem mehrschichtigen Substrat, Halbleiterelementen und Verdrahtungselementen. Die Konfiguration ermöglicht eine Verringerung der Induktivität der Verdrahtung bei gleichzeitiger Erhöhung der Strombelastbarkeit. EN 10 2015 224 431 A1 describes a power semiconductor module that has difficulties with high inductance due to its size and long current paths. The invention addresses this problem by means of a semiconductor device that includes several semiconductor units, each of which forms a three-level inverter circuit. These units are electrically connected in parallel and consist of a multilayer substrate, semiconductor elements and wiring elements. The configuration enables the inductance of the wiring to be reduced while simultaneously increasing the current carrying capacity.

Das Leistungsmodul gemäß DE 196 45 636 C1 zeichnet sich durch eine kompakte Integration mehrerer funktionaler Einheiten in einem gemeinsamen Gehäuse aus. Zu den technischen Merkmalen gehören: Halbleiterbauelemente auf einem Substrat, das direkt auf einen effizienten Kühler gelötet ist, eine separierte Ansteuereinheit auf einem Trägerkörper mit optionaler EMV-Abschirmung, und die Möglichkeit, zusätzliche Funktionseinheiten zu integrieren. Die Vorteile umfassen verbesserte Wärmeableitung, erhöhte Zuverlässigkeit und Lebensdauer sowie minimierten Schaltungsaufwand durch optimierte Leitungslängen.The power module according to DE 196 45 636 C1 is characterized by a compact integration of several functional units in a common housing. The technical features include: semiconductor components on a substrate that is soldered directly onto an efficient cooler, a separate control unit on a carrier body with optional EMC shielding, and the possibility of integrating additional functional units. The advantages include improved heat dissipation, increased reliability and service life, and minimized circuitry effort through optimized cable lengths.

Um ein schnelles und leistungseffizientes Schalten der Halbleiterschaltelemente zu ermöglichen werden sogenannte Wide Band Gap(WBG)-Semiconductors (d.h. Halbleiter mit großen Bandlücken) wie Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) verwendet. Derartige Halbleiterschaltelemente werden auf eine Metallschicht aufgebracht, die über eine Isolationsschicht an einen Kühlkörper angebunden ist, um die Halbleiterschaltelemente, die im Betrieb des Inverters hohe Ströme tragen und Wärme erzeugen, abzukühlen. Beispielsweise kann die Metallschicht Teil eines mehrschichtigen Substrats sein, etwa eines Direct-Bonded-Copper (DBC)-Substrats.To enable fast and power-efficient switching of the semiconductor switching elements, so-called wide band gap (WBG) semiconductors (i.e. semiconductors with large band gaps) such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) are used. Such semiconductor switching elements are applied to a metal layer that is connected to a heat sink via an insulation layer in order to cool the semiconductor switching elements, which carry high currents and generate heat when the inverter is operating. For example, the metal layer can be part of a multilayer substrate, such as a direct-bonded copper (DBC) substrate.

Im Fall von als Transistor (etwa IGBT) ausgebildeten Halbleiterschaltelementen ist bei solchen WBG-Halbleitern wichtig, die Source-Elektrode des Transistors und die Metallschicht, auf der die Halbleiterschaltelemente aufgebracht sind, elektrisch leitend zu verbinden, damit sie stets das gleiche elektrische Potential aufweisen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Invertern ist es jedoch bauartbedingt aufwendig, diese elektrische Leitung zwischen der Source-Elektrode und der Metallschicht zu bewerkstelligen.In the case of semiconductor switching elements designed as transistors (such as IGBTs), it is important for such WBG semiconductors to electrically connect the source electrode of the transistor and the metal layer on which the semiconductor switching elements are applied so that they always have the same electrical potential. However, in the case of inverters known from the state of the art, it is complex due to their design to create this electrical connection between the source electrode and the metal layer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Halbbrücke bereitzustellen, bei der die oben beschriebenen Nachteile zumindest teilweise überwunden sind.The invention is therefore based on the object of providing a half-bridge in which the disadvantages described above are at least partially overcome.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbbrücke, ein Leistungsmodul, einen Inverter sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a half-bridge, a power module, an inverter and a method according to the independent claims.

Die Erfindung betrifft einen Inverter (DC/AC-Wechselrichter) zum Betreiben bzw. Bestromen eines Elektroantriebs eines Elektrofahrzeugs und/oder eines Hybridfahrzeugs. Der Inverter wird dazu verwendet, um aus einem mittels einer DC-Spannung einer Energiequelle, etwa einer Batterie, erzeugten Gleichstrom einen mehrphasigen Wechselstrom umfassend mehrere (beispielsweise drei) Phasenströme zu generieren.The invention relates to an inverter (DC/AC inverter) for operating or supplying current to an electric drive of an electric vehicle and/or a hybrid vehicle. The inverter is used to generate a multiphase alternating current comprising several (for example three) phase currents from a direct current generated by means of a DC voltage of an energy source, such as a battery.

Der Inverter umfasst ein Leistungsmodul, welches mehrere Halbleiterschaltelemente aufweist. Die Halbleiterschaltelemente bilden mehrere, beispielsweise drei, Halbbrücken, die jeweils einem Phasenstrom des mehrphasigen Wechselstroms zugeordnet sind. Jede Halbbrücke umfasst eine Highside und eine Lowside. Die Highside umfasst ein oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, an dem oder denen im Betrieb der Halbbrücke ein vergleichsweise positives bzw. höheres elektrisches Potential anliegt. Die Lowside umfasst ein oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, an dem oder denen im Betrieb der Halbbrücke ein vergleichsweise negatives bzw. niedrigeres elektrisches Potential anliegt. Die Highside und die Lowside sind zueinander reihengeschaltet.The inverter comprises a power module which has a plurality of semiconductor switching elements. The semiconductor switching elements form a plurality of, for example three, half-bridges, each of which is assigned to a phase current of the multi-phase alternating current. Each half-bridge comprises a high side and a low side. The high side comprises one or more semiconductor switching elements connected in parallel to one another, to which a comparatively positive or higher electrical potential is applied when the half-bridge is operating. The low side comprises one or more semiconductor switching elements connected in parallel to one another, to which a comparatively negative or lower electrical potential is applied when the half-bridge is operating. The high side and the low side are connected in series with one another.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Halbleiterschaltelemente als Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) und/oder als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) ausgebildet sind. Als den Halbleiterschaltelementen zugrunde liegendes Halbleitermaterial wird vorzugsweise ein sogenannter Wide-Bandgap-Semiconductor (WBS, Halbleiter mit großen Bandlücken) wie Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) verwendet. Diese Arten von Halbleiterschaltelementen sind vergleichsweise gut zum verlustarmen und schnellen Schalten auch bei hohen Strömen geeignet.It is preferably provided that the semiconductor switching elements are designed as bipolar transistors with insulated gate electrodes (IGBTs) and/or as metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs). A so-called wide bandgap semiconductor (WBS) such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) is preferably used as the semiconductor material underlying the semiconductor switching elements. These types of semiconductor switching elements are comparatively well suited for low-loss and fast switching even at high currents.

Das Substrat kann beispielsweise als DBC- (Direct Bonded Copper) Substrat, als AMB- (Active Metal Brazing) Substrat oder als IM- (Insulated Metal) Substrat ausgebildet sein. Auf einer ersten Seite des Substrats sind die Halbleiterschaltelemente angeordnet. An eine der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite kann ein Kühlkörper angebunden sein, um die Wärme, die im Betrieb der Halbleiterschaltelemente entsteht, abzuführen. Das Substrat ist bevorzugt rechteckig ausgebildet, insbesondere als flaches, scheibenartiges Rechteck, mit je zwei gegenüberliegenden Seitenkanten. Ggf. kann das Substrat auch quadratisch ausgebildet sein. Wenn das Substrat als DBC-Substrat ausgebildet ist, umfasst das Substrat eine erste und eine zweite Metallschicht und eine dazwischen angeordnete Isolationsschicht, wobei die Halbleiterschaltelemente auf der ersten Metallschicht angebracht sind. An die der ersten Metallschicht gegenüberliegende zweite Metallschicht wird vorzugsweise der Kühlkörper angebunden.The substrate can be designed, for example, as a DBC (Direct Bonded Copper) substrate, as an AMB (Active Metal Brazing) substrate or as an IM (Insulated Metal) substrate. The semiconductor switching elements are arranged on a first side of the substrate. A heat sink can be connected to a second side opposite the first side in order to dissipate the heat that is generated during operation of the semiconductor switching elements. The substrate is preferably rectangular, in particular as a flat, disk-like rectangle, with two opposite side edges. If necessary, the substrate can also be square. If the substrate is designed as a DBC substrate, the substrate comprises a first and a second metal layer and an insulation layer arranged between them, with the semiconductor switching elements being attached to the first metal layer. The heat sink is preferably connected to the second metal layer opposite the first metal layer.

Zwecks Schaltens der Halbleiterschaltelemente wird eine Steuerelektronik umfassend mehrere elektronische Bauteile verwendet, die auf einer Leiterplatte platziert sind. Die Leiterplatte ist im Inverter integriert, sodass diese mit den Halbleiterschaltelemente über Strom- und/oder Signalleitungen verbunden sind. Erfindungsgemäß ist ein Leiterkörper zwischen der Leiterplatte und dem Substrat befestigt, sodass eine elektrische Leitung zwischen einem Stromkontakt der Halbleiterschaltelemente und einer Metallisierung auf der ersten Seite des Substrats bereitstellt.For the purpose of switching the semiconductor switching elements, control electronics comprising several electronic components that are placed on a circuit board are used. The circuit board is integrated in the inverter so that these are connected to the semiconductor switching elements via power and/or signal lines. According to the invention, a conductor body is attached between the circuit board and the substrate so that an electrical line is provided between a power contact of the semiconductor switching elements and a metallization on the first side of the substrate.

Auf diese Weise lässt sich die elektrische Verbindung zwischen dem Stromkontakt der Halbleiterschaltelemente und der Metallisierung des Substrats besonders einfach herstellen, die aufgrund der formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung besonders zuverlässig ist. Der Stromkontakt der Halbleiterschaltelemente liegt somit stets auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Metallisierung des Substrats, nämlich auf Masse. Dies begünstigt eine geringere Induktivität im Inverter, was hinsichtlich Reduzierens oder gar Beseitigens von Spannungssprüngen bei schnellem Schalten der Halbleiterschaltelemente vorteilhaft ist.In this way, the electrical connection between the current contact of the semiconductor switching elements and the metallization of the substrate can be created particularly easily, and is particularly reliable due to the positive, non-positive and/or material connection. The current contact of the semiconductor switching elements is therefore always at the same electrical potential as the metallization of the substrate, namely ground. This promotes a lower inductance in the inverter, which is advantageous in terms of reducing or even eliminating voltage jumps when the semiconductor switching elements are switched quickly.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments are specified in the subclaims.

Gemäß einer Ausführungsform ist an einer den Halbleiterschaltelementen zugewandten Unterseite der Leiterplatte eine Metallisierung vorgesehen, die den Stromkontakt der Halbleiterschaltelemente und den Leiterkörper elektrisch leitend verbindet. Dadurch liegt der Stromkontakt mit der Metallisierung und dem Leiterkörper auf dem gleichen elektrischen Signal, was die Induktivität des Inverters verringert.According to one embodiment, a metallization is provided on an underside of the circuit board facing the semiconductor switching elements, which connects the current contact of the semiconductor switching elements and the conductor body in an electrically conductive manner. As a result, the current contact with the metallization and the conductor body is on the same electrical signal, which reduces the inductance of the inverter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Leiterplatte eine erste Öffnung auf, in der der Leiterkörper in einem aufgebauten Zustand der Halbbrücke an seinem leiterplattenseitigen Ende aufgenommen ist. Dies ermöglicht eine einfache und gleichzeitig stabile elektrische und mechanische Verbindung des Leiterkörpers zur Leiterplatte.According to a further embodiment, the circuit board has a first opening in which the conductor body is received at its circuit board-side end in a constructed state of the half-bridge. This enables a simple and at the same time stable electrical and mechanical connection of the conductor body to the circuit board.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Öffnung eine Durchgangsöffnung, durch die der Leiterkörper in einer zum Substrat zeigenden Richtung hindurchgeführt ist. Der Leiterkörper ist über die gesamte Dicke der Leiterplatte mit dieser verbunden. Die Stabilität der elektrischen und mechanischen Verbindung des Leiterkörpers zur Leiterplatte ist dadurch erhöht.According to a further embodiment, the first opening is a through-opening through which the conductor body is guided in a direction pointing towards the substrate. The conductor body is connected to the circuit board over the entire thickness of the latter. The stability of the electrical and mechanical connection of the conductor body to the circuit board is thereby increased.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Leiterkörper mit einer Innenwand der ersten Öffnung mittels Reibkräfte und/oder eines Schweißverfahrens, beispielsweise eines Laserschweißverfahrens verbunden. Diese Maßnahme steigert zusätzlich die Stabilität der elektrischen und mechanischen Verbindung des Leiterkörpers zur Leiterplatte.According to a further embodiment, the conductor body is connected to an inner wall of the first opening by means of frictional forces and/or a welding process, for example a laser welding process. This measure additionally increases the stability of the electrical and mechanical connection of the conductor body to the circuit board.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Leiterkörper an seinem substratseitigen Ende mittels eines Lötverfahrens und/oder eines Schweißverfahrens am Substrat befestigt. Diese Maßnahme sorgt für eine erhöhte Stabilität der elektrischen und mechanischen Verbindung des Leiterkörpers zur Metallisierung des Substrats.According to a further embodiment, the conductor body is attached to the substrate at its substrate-side end by means of a soldering process and/or a welding process. This measure ensures increased stability of the electrical and mechanical connection of the conductor body to the metallization of the substrate.

Erfindungsgemäß weist das Substrat eine zweite Öffnung auf, in der der Leiterkörper in einem aufgebauten Zustand der Halbbrücke an seinem substratseitigen Ende aufgenommen ist. Diese Maßnahme steigert zusätzlich die Stabilität der elektrischen und mechanischen Verbindung des Leiterkörpers zur Metallisierung des Substrats.According to the invention, the substrate has a second opening in which the conductor body is accommodated at its substrate-side end in a constructed state of the half-bridge. This measure additionally increases the stability of the electrical and mechanical connection of the conductor body to the metallization of the substrate.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Inverters ferner Bereitstellen einer ersten Öffnung in der Leiterplatte, Verbinden der auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente unterseitig mit der Leiterplatte, sodass der Stromkontakt der Halbleiterschaltelemente mit einer unterseitigen Metallisierung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist, und Anbringen des Leiterkörpers an der Leiterplatte, sodass der Leiterkörper in einem aufgebauten Zustand des Inverters in der ersten Öffnung aufgenommen ist und die unterseitige Metallisierung der Leiterplatte mit der Metallisierung auf der ersten Seite des Substrats elektrisch leitend verbindet.According to one embodiment, the method according to the invention for producing an inverter further comprises providing a first opening in the circuit board, connecting the semiconductor switching elements attached to the substrate to the underside of the circuit board so that the current contact of the semiconductor switching elements is electrically conductively connected to an underside metallization of the circuit board, and attaching the conductor body to the circuit board so that the conductor body is received in the first opening in an assembled state of the inverter and electrically conductively connects the underside metallization of the circuit board to the metallization on the first side of the substrate.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner Bereitstellen einer zweiten Öffnung im Substrat, bevor die auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente unterseitig mit der Leiterplatte verbunden werden, und Hindurchführen des Leiterkörpers durch die erste Öffnung, die als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, und bis in die zweite Öffnung hinein.According to one embodiment, the method according to the invention further comprises providing a second opening in the substrate before the semiconductor switching elements mounted on the substrate are connected to the underside of the circuit board, and passing the conductor body through the first opening, which is designed as a through-opening, and into the second opening.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Befestigen des Leiterkörpers auf der ersten Seite des Substrats, bevor die auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente unterseitig mit der Leiterplatte verbunden werden, und Verbinden des Leiterkörpers mit einer Innenwand der ersten Öffnung mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere eines Laserschweißverfahrens.According to a further embodiment, the method further comprises fastening the conductor body on the first side of the substrate before the semiconductor switching elements mounted on the substrate are connected to the underside of the circuit board, and connecting the conductor body to an inner wall of the first opening by means of a welding method, in particular a laser welding method.

Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Halbbrücke gemäß einer Ausführungsform in einer Seitenansicht;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 1;
  • 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 1;
  • 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 1;
  • 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 1;
  • 6 eine schematische Darstellung einer Halbbrücke gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Seitenansicht;
  • 7 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 6;
  • 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 6;
  • 9 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes zum Herstellen der Halbbrücke in 6.
Embodiments will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 a schematic representation of a half-bridge according to an embodiment in a side view;
  • 2 a schematic representation of a process step for producing the half bridge in 1 ;
  • 3 a schematic representation of a further process step for producing the half bridge in 1 ;
  • 4 a schematic representation of a further process step for producing the half bridge in 1 ;
  • 5 a schematic representation of a further process step for producing the half bridge in 1 ;
  • 6 a schematic representation of a half-bridge according to another embodiment in a side view;
  • 7 a schematic representation of a process step for producing the half bridge in 6 ;
  • 8th a schematic representation of a further process step for producing the half bridge in 6 ;
  • 9 a schematic representation of a further process step for producing the half bridge in 6 .

In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den einzelnen Figuren sind die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.In the figures, identical reference symbols refer to identical or functionally similar reference parts. The relevant reference parts are marked in the individual figures.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Halbbrücke 10A gemäß einer Ausführungsform in einer Seitenansicht. Die Halbbrücke 10A wird in einem Inverter zum Bestromen eines elektrischen Antriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug verwendet. Im Inverter sind mehrere Halbleiterschaltelemente verbaut, die mehrere, beispielsweise drei, Halbbrücken 10A, die jeweils einem Phasenstrom eines mehrphasigen Wechselstroms zugeordnet sind. Jede Halbbrücke 10A umfasst eine Highside und eine Lowside. Die Highside umfasst ein oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, an dem oder denen im Betrieb des Inverters ein vergleichsweise positives bzw. höheres elektrisches Potential anliegt. Die Lowside umfasst ein oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, an dem oder denen im Betrieb des Inverters ein vergleichsweise negatives bzw. niedrigeres elektrisches Potential anliegt. Die Highside und die Lowside sind zueinander reihengeschaltet. Mittels gezielten Schaltens wird ein von einer Batterie bereitgestellter Gleichstrom (DC-Strom), der eingangsseitig in den Inverter eingespeist wird, in den mehrphasigen Wechselstrom (AC-Strom) am Ausgang des Inverters umgewandelt. Mit den Phasenströmen des Ausgangsstroms wird der elektrische Antrieb des Elektrofahrzeugs bzw. des Hybridfahrzeugs bestromt. 1 shows a schematic representation of a half-bridge 10A according to an embodiment in a side view. The half-bridge 10A is used in an inverter for powering an electric drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle. Several semiconductor switching elements are installed in the inverter, which are several, for example three, half-bridges 10A, each of which is assigned to a phase current of a multi-phase alternating current. Each half-bridge 10A comprises a high side and a low side. The high side comprises one or more semiconductor switching elements connected in parallel to one another, to which a comparatively positive or higher electrical potential is applied when the inverter is operating. The low side comprises one or more semiconductor switching elements connected in parallel to one another, to which a comparatively negative or lower electrical potential is applied when the inverter is operating. The high side and the low side are connected in series with one another. By means of targeted switching, a direct current (DC current) provided by a battery, which is fed into the inverter on the input side, is converted into the multi-phase alternating current (AC current) at the output of the inverter. The phase currents of the output current are used to power the electric drive of the electric vehicle or hybrid vehicle.

In 1 ist rein schematisch nur ein Halbleiterschaltelement 12 gezeigt, welches als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) und/oder als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet sein kann. Als dem Halbleiterschaltelement 12 zugrunde liegendes Halbleitermaterial wird vorzugsweise ein sogenannter Wide-Bandgap-Semiconductor (WBS, Halbleiter mit großen Bandlücken) wie Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) verwendet. Das Halbleiterschaltelement 12 ist auf einer ersten Seite 144 eines Substrats angebracht. Das Substrat weist vorzugsweise einen mehrschichtigen Aufbau mit einer oberen Metallisierung 14 auf. Eine untere Metallisierung kann im Substrat vorhanden sein, die durch eine ebenfalls im Substrat befindliche Isolierung von der oberen Metallisierung elektrisch getrennt ist und an die ein Kühlkörper zum Abführen in den Halbleiterschaltelementen 12 erzeugter Wärme angebunden sein kann (nicht gezeigt).In 1 purely schematically, only one semiconductor switching element 12 is shown, which can be designed as a bipolar transistor with an insulated gate electrode (IGBT) and/or as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). A so-called wide bandgap semiconductor (WBS) such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) is preferably used as the semiconductor material underlying the semiconductor switching element 12. The semiconductor switching element 12 is attached to a first side 144 of a substrate. The substrate preferably has a multilayer structure with an upper metallization 14. A lower metallization can be present in the substrate, which is electrically separated from the upper metallization by insulation also located in the substrate and to which a heat sink can be connected for dissipating heat generated in the semiconductor switching elements 12 (not shown).

Eine Leiterplatte 16 wird im Inverter vorgesehen, die mit mehreren elektronischen Bauteilen bestückt ist. Diese elektronischen Bauteile sind über Signal- und/oder Stromleitungen mit den Halbleiterschaltelementen 12 verbunden, um Strom- und Steuersignale an diese zu übertragen. Es können auch Sensoren zur Strom-, Spannung-, Temperatur- und/oder Kurzschlusserfassung der Halbbrücken 10A auf der Leiterplatte integriert sein.A circuit board 16 is provided in the inverter, which is equipped with several electronic components. These electronic components are connected to the semiconductor switching elements 12 via signal and/or power lines in order to transmit current and control signals to them. Sensors for detecting current, voltage, temperature and/or short circuits of the half bridges 10A can also be integrated on the circuit board.

Wie in 1 gezeigt, ist ein Leiterkörper 18 in der Halbbrücke 10A angeordnet, derart, dass dieser zwischen der Leiterplatte 16 und dem Substrat befestigt ist. Insbesondere steht der Leiterkörper 18 mit einer Metallisierung 164, die auf einer dem Substrat zugewandten Unterseite 161 der Leiterplatte angebracht ist und mit einem Stromkontakt 124 des Halbleiterschaltelements 12 elektrisch leitend verbunden ist, und der oberen Metallisierung 14 des Substrats in elektrischer Verbindung. Der Stromkontakte 124 ist vorzugsweise ein Source-Kontakt, wobei das Halbleiterschaltelement 12 als Transistor ausgebildet ist.As in 1 As shown, a conductor body 18 is arranged in the half-bridge 10A in such a way that it is fastened between the circuit board 16 and the substrate. In particular, the conductor body 18 is in electrical connection with a metallization 164, which is attached to an underside 161 of the circuit board facing the substrate and is electrically conductively connected to a current contact 124 of the semiconductor switching element 12, and the upper metallization 14 of the substrate. The current contact 124 is preferably a source contact, wherein the semiconductor switching element 12 is designed as a transistor.

In 2 bis 5 wird ein Verfahren zum Herstellen der in 1 gezeigten Halbbrücke 10A schematisch gezeigt. Zunächst wird, wie in 2 gezeigt, das Halbleiterschaltelement 12 an die erste Seite 144 des Substrats angebunden, etwa mittels Schwei-ßens, zum Beispiel Laserschweißens, oder Lötens. Zudem wird eine Öffnung 142 in der oberen Metallisierung 14 des Substrats gebildet. Die Öffnung 142 kann sich über die gesamte oder teilweise Dicke der oberen Metallisierung 14 des Substrats erstrecken. Jedoch hört die Öffnung 142 bereits oberhalb der vorstehend genannten, unteren Metallisierung des Substrats auf, sodass die elektrische Isolierung zwischen der oberen und der unteren Metallisierung gewährleistet ist. In der unteren Zeichnung von 2 sind neben dem als Source-Kontakt ausgebildeten Stromkontakt 142 ein Drain-Kontakt 122 und ein Gate-Kontakt 126 des Halbleiterschaltelements 12 rein schematisch in einer Draufsicht gezeigt.In 2 to 5 A process for producing the 1 shown half bridge 10A is shown schematically. First, as in 2 shown, the semiconductor switching element 12 is connected to the first side 144 of the substrate, for example by means of welding, for example laser welding, or soldering. In addition, an opening 142 is formed in the upper metallization 14 of the substrate. The opening 142 can extend over the entire or partial thickness of the upper metallization 14 of the substrate. However, the opening 142 already ends above the above-mentioned lower metallization of the substrate, so that the electrical insulation between the upper and lower metallization is ensured. In the lower drawing of 2 In addition to the current contact 142 designed as a source contact, a drain contact 122 and a gate contact 126 of the semiconductor switching element 12 are shown purely schematically in a plan view.

In einem nach dem in 2 gezeigten Verfahrensschritt erfolgenden Verfahrensschritt, der in 3 gezeigt ist, wird eine Öffnung 168 in der Leiterplatte 16 bereitgestellt. Die Öffnung 168 ist, wie hier gezeigt, vorzugsweise eine Durchgangsöffnung. In one after the other 2 shown process step, which is carried out in 3 , an opening 168 is provided in the circuit board 16. The opening 168 is preferably a through-hole as shown here.

Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt, wie in 4 gezeigt, die Leiterplatte 16 mit dem Halbleiterschaltelement 12 in Verbindung gebracht, sodass eine Metallisierung 166 der Leiterplatte mit dem Drain-Kontakt 122 elektrisch verbunden ist, wobei die Metallisierung 164 mit dem Source-Kontakt 124 ebenfalls elektrisch leitend verbunden ist. Danach wird der Leiterkörper 18, wie in 5 gezeigt, von oben nach unten (siehe Pfeil) zunächst durch die Durchgangsöffnung 168 der Leiterplatte 16 hindurch und anschließend in die Öffnung 142 der oberen Metallisierung 14 des Substrats hineingeführt. Hierbei ist der Durchmesser der beiden Öffnungen 142, 168 derart gewählt, dass der Leiterkörper 18 nach Einführen durch Reibkräfte an den Innenwänden der Öffnungen 142, 168 gehaltert und befestigt ist. Außerdem steht der Leiterkörper 18 mit den Metallisierungen 164, 14 in elektrischer Verbindung. Auf diese Weise liegt der Source-Kontakt mit der Metallisierung 164 und über den Leiterkörper 18 auch mit der oberen Metallisierung 14 des Substrats auf dem gleichen Potential, vorzugsweise auf Masse/Erdpotential.Subsequently, in a further process step, as in 4 shown, the circuit board 16 is connected to the semiconductor switching element 12, so that a metallization 166 of the circuit board is electrically connected to the drain contact 122, wherein the metallization 164 is also electrically conductively connected to the source contact 124. Thereafter, the conductor body 18, as in 5 shown, from top to bottom (see arrow), first through the through-opening 168 of the circuit board 16 and then into the opening 142 of the upper metallization 14 of the substrate. The diameter of the two openings 142, 168 is selected such that the conductor body 18 is held and secured by frictional forces on the inner walls of the openings 142, 168 after insertion. In addition, the conductor body 18 is electrically connected to the metallizations 164, 14. In this way, the source contact with the metallization 164 and, via the conductor body 18, also with the upper metallization 14 of the substrate is at the same potential, preferably at ground/earth potential.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer Halbbrücke 10B gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Seitenansicht. Auch hier steht der Leiterkörper 18 mit den Metallisierungen 164, 14 in elektrischer Verbindung. Der Source-Kontakt iegt mit der Metallisierung 164 und über den Leiterkörper 18 auch mit der oberen Metallisierung 14 des Substrats auf dem gleichen Potential, vorzugsweise auf Masse/Erdpotential. 6 shows a schematic representation of a half-bridge 10B according to a further embodiment in a side view. Here too, the conductor body 18 is in electrical connection with the metallizations 164, 14. The source contact is at the same potential as the metallization 164 and, via the conductor body 18, also with the upper metallization 14 of the substrate, preferably at ground/earth potential.

Die in 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die obere Metallisierung 14 keine Öffnung bzw. Durchgangsöffnung aufweist. Hier ist der Leiterkörper 18 substratseitig nicht in einer Öffnung in der oberen Metallisierung 14 des Substrats aufgenommen, sondern auf der ersten Seite 144 mittels einer Verbindungstechnologie, etwa Schweißen, beispielsweise Laserschweißen, fixiert. Außerdem ist der Leiterkörper 18 leiterplattenseitig in der Öffnung 168 aufgenommen und zusätzlich mittels Schweißens bzw. Laserschweißens mit der Innenwand der Öffnung 168 verbunden.In the 6 The embodiment shown differs from that in 1 shown embodiment in that the upper metallization 14 has no opening or through-opening. Here, the conductor body 18 is not received in an opening in the upper metallization 14 of the substrate on the substrate side, but is fixed on the first side 144 by means of a connection technology, such as welding, for example laser welding. In addition, the conductor body 18 is received in the opening 168 on the circuit board side and is additionally connected to the inner wall of the opening 168 by means of welding or laser welding.

In 7 bis 9 wird ein Verfahren zum Herstellen der in 6 gezeigten Halbbrücke 10B schematisch gezeigt. Zunächst wird, wie in 7 gezeigt, das Halbleiterschaltelement 12 an die erste Seite 144 des Substrats angebunden, etwa mittels Schwei-ßens, zum Beispiel Laserschweißens, oder Lötens. Zudem wird der Leiterkörper 18 auf der ersten Seite 144 befestigt, etwa mittels Schweißens, zum Beispiel Laserschweißens, oder Lötens. Die untere Zeichnung der 7 zeigt den Aufbau in einer Draufsicht. In einem nach dem in 7 gezeigten Verfahrensschritt erfolgenden Verfahrensschritt, der in 8 gezeigt ist, wird eine Öffnung 168 in der Leiterplatte 16 bereitgestellt. Die Öffnung 168 ist, wie hier gezeigt, vorzugsweise eine Durchgangsöffnung. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt, wie in 9 gezeigt, die Leiterplatte 16 von oben mit dem Substrat in Verbindung gebracht, derart, dass der auf dem Substrat bereits befestigte Leiterkörper 18 in die Öffnung 168 hineingeführt wird und dort aufgenommen ist. Ein weiterer Verbindungsschritt erfolgt, indem der Leiterkörper 18 mit der Innenwand der Öffnung 168 mittels Schweißens, etwa Laserschweißens, verschweißt wird.In 7 to 9 A process for producing the 6 shown half bridge 10B is shown schematically. First, as shown in 7 shown, the semiconductor switching element 12 is connected to the first side 144 of the substrate, for example by means of welding, for example laser welding, or soldering. In addition, the conductor body 18 is attached to the first side 144, for example by means of welding, for example laser welding, or soldering. The lower drawing of the 7 shows the structure in a top view. In a model according to 7 shown process step, which is carried out in 8th As shown, an opening 168 is provided in the circuit board 16. The opening 168 is, as shown here, preferably a through-hole. Subsequently, in a further process step, as shown in 9 shown, the circuit board 16 is connected to the substrate from above in such a way that the conductor body 18 already attached to the substrate is guided into the opening 168 and received there. A further connection step takes place in that the conductor body 18 is welded to the inner wall of the opening 168 by means of welding, for example laser welding.

BezugszeichenReference symbols

10A, 10B10A, 10B
HalbbrückeHalf bridge
1212
HalbleiterschaltelementSemiconductor switching element
122122
Drain-Kontakt (Stromkontakt)Drain contact (current contact)
124124
Source-Kontakt (Stromkontakt)Source contact (power contact)
126126
Gate-KontaktGate contact
1414
obere Metallisierungupper metallization
142142
Öffnungopening
144144
erste Seitefirst page
1616
LeiterplatteCircuit board
161161
Unterseitebottom
162, 164, 166162, 164, 166
MetallisierungMetallization
168168
Öffnungopening
1818
LeiterkörperConductor body

Claims (10)

Halbbrücke (10A, 10B) für einen Inverter zum Bestromen eines elektrischen Antriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend: - mehrere Halbleiterschaltelemente (12), die eine Highside und eine zur Highside reihengeschaltete Lowside bilden, wobei im Betrieb der Halbbrücke ein höheres elektrisches Potential an der Highside und ein niedrigeres elektrisches Potential an der Lowside anliegt, - ein Substrat, auf dessen ersten Seite (144) die Halbleiterschaltelemente angebracht sind und auf dessen der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ein Kühlkörper des Inverters anbindbar ist, wobei der Inverter eine Leiterplatte (16) aufweist, auf der mehrere elektronische Bauteile zum Schalten der Halbleiterschaltelemente (12) mit diesen über mehrere Strom- und/oder Signalleitungen verbunden sind, wobei ein Leiterkörper (18) zwischen der Leiterplatte (16) und dem Substrat befestigt ist, sodass der Leiterkörper (18) von der Leiterplatte (16) formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig aufgenommen ist, um eine elektrische Leitung zwischen einem Stromkontakt (124) der Halbleiterschaltelemente (12) und einer Metallisierung (14) auf der ersten Seite (144) des Substrats bereitzustellen, wobei das Substrat eine zweite Öffnung (142) aufweist, in der der Leiterkörper (18) in einem aufgebauten Zustand der Halbbrücke (10A) an seinem substratseitigen Ende aufgenommen ist.Half-bridge (10A, 10B) for an inverter for supplying current to an electric drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising: - a plurality of semiconductor switching elements (12) which form a high side and a low side connected in series with the high side, wherein during operation of the half-bridge a higher electrical potential is present at the high side and a lower electrical potential is present at the low side, - a substrate, on the first side (144) of which the semiconductor switching elements are mounted and on the second side opposite the first side of which a heat sink of the inverter can be connected, wherein the inverter has a circuit board (16) on which a plurality of electronic components for switching the semiconductor switching elements (12) are connected to them via a plurality of power and/or signal lines, wherein a conductor body (18) is fastened between the circuit board (16) and the substrate, so that the conductor body (18) is received by the circuit board (16) in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner in order to form an electrical line between a power contact (124) of the semiconductor switching elements (12) and a metallization (14) on the first side (144) of the substrate, wherein the substrate has a second opening (142) in which the conductor body (18) is received at its substrate-side end in a constructed state of the half-bridge (10A). Halbbrücke (10A, 10B) nach Anspruch 1, wobei an einer den Halbleiterschaltelementen (12) zugewandten Unterseite (161) der Leiterplatte (16) eine Metallisierung (164) vorgesehen ist, die den Stromkontakt (124) der Halbleiterschaltelemente (12) und den Leiterkörper (18) elektrisch leitend verbindet.Half bridge (10A, 10B) after Claim 1 , wherein a metallization (164) is provided on an underside (161) of the circuit board (16) facing the semiconductor switching elements (12), which metallization connects the current contact (124) of the semiconductor switching elements (12) and the conductor body (18) in an electrically conductive manner. Halbbrücke (10A, 10B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leiterplatte (16) eine erste Öffnung (168) aufweist, in der der Leiterkörper (18) in einem aufgebauten Zustand der Halbbrücke (10A, 10B) an seinem leiterplattenseitigen Ende aufgenommen ist.Half bridge (10A, 10B) after Claim 1 or 2 , wherein the circuit board (16) has a first opening (168) in which the conductor body (18) is received at its circuit board-side end in a constructed state of the half-bridge (10A, 10B). Halbbrücke (10A, 10B)) nach Anspruch 3, wobei die erste Öffnung (168) eine Durchgangsöffnung ist, durch die der Leiterkörper (18) in einer zum Substrat zeigenden Richtung hindurchgeführt ist.Half bridge (10A, 10B)) to Claim 3 , wherein the first opening (168) is a through-opening through which the conductor body (18) is passed in a direction pointing towards the substrate. Halbbrücke (10A, 10B) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Leiterkörper (18) mit einer Innenwand der ersten Öffnung (168) mittels Reibkräfte und/oder eines Schweißverfahrens, beispielsweise eines Laserschweißverfahrens verbunden ist.Half bridge (10A, 10B) after Claim 3 or 4 , wherein the conductor body (18) is connected to an inner wall of the first opening (168) by means of frictional forces and/or a welding process, for example a laser welding process. Halbbrücke (10B) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leiterkörper (18) an seinem substratseitigen Ende mittels eines Lötverfahrens und/oder eines Schweißverfahrens am Substrat befestigt ist.Half bridge (10B) after one of the Claims 1 until 5 , wherein the conductor body (18) is attached to the substrate at its substrate-side end by means of a soldering process and/or a welding process. Leistungsmodul für einen Inverter zum Bestromen eines elektrischen Antriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend mehrere Halbbrücken (10A, 10B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die jeweils einem Phasenstrom eines mittels des Inverters erzeugten mehrphasigen Wechselstroms zugeordnet sind.Power module for an inverter for supplying current to an electric drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising a plurality of half bridges (10A, 10B) according to one of the Claims 1 until 6 , each of which corresponds to a phase current of a multiphase alternating current generated by the inverter. Inverter zum Bestromen eines elektrischen Antriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend ein Leistungsmodul und eine Leiterplatte (16), auf der mehrere elektronischen Bauteile zum Schalten der Halbleiterschaltelemente (12) der Halbbrücken (10A, 10B) mit diesen über mehrere Strom- und/oder Signalleitungen verbunden sind.Inverter for supplying current to an electric drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising a power module and a circuit board (16) on which a plurality of electronic components for switching the semiconductor switching elements (12) of the half-bridges (10A, 10B) are connected to them via a plurality of power and/or signal lines. Verfahren zum Herstellen eines Inverters, umfassend: - Bereitstellen mehrerer Halbleiterschaltelemente (12), die eine Highside und eine zur Highside reihengeschaltete Lowside bilden, wobei im Betrieb der Halbbrücke ein höheres elektrisches Potential an der Highside und ein niedrigeres elektrisches Potential an der Lowside anliegt, - Anbringen der Halbleiterschaltelemente (12) auf einer ersten Seite eines Substrats, auf dessen der ersten Seite (144) gegenüberliegenden zweiten Seite ein Kühlkörper des Inverters anbindbar ist, - Befestigen eines Leiterkörpers (18) zwischen einer Leiterplatte (16) des Inverters und dem Substrat, sodass der Leiterkörper (18) von der Leiterplatte (16) formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig aufgenommen ist, um eine elektrische Leitung zwischen einem Stromkontakt (124) der Halbleiterschaltelemente (12) und einer Metallisierung (14) auf der ersten Seite (144) des Substrats bereitzustellen, wobei auf der Leiterplatte (16) mehrere elektronische Bauteile zum Schalten der Halbleiterschaltelemente (12) mit diesen über mehrere Strom- und/oder Signalleitungen verbunden sind, - Bereitstellen einer ersten Öffnung (168) in der Leiterplatte (16), - Verbinden der auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente (12) unterseitig mit der Leiterplatte (16), sodass der Stromkontakt (124) der Halbleiterschaltelemente (12) mit einer unterseitigen Metallisierung (164) der Leiterplatte (16) elektrisch leitend verbunden ist, - Anbringen des Leiterkörpers (18) an der Leiterplatte (16), sodass der Leiterkörper (18) in einem aufgebauten Zustand des Inverters in der ersten Öffnung (168) aufgenommen ist und die unterseitige Metallisierung (164) der Leiterplatte (16) mit der Metallisierung (14) auf der ersten Seite (14) des Substrats elektrisch leitend verbindet, - Bereitstellen einer zweiten Öffnung (142) im Substrat, bevor die auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente (12) unterseitig mit der Leiterplatte (16) verbunden werden, - Hindurchführen des Leiterkörpers (18) durch die erste Öffnung (168), die als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, und bis in die zweite Öffnung (142) hinein.Method for producing an inverter, comprising: - providing a plurality of semiconductor switching elements (12) which form a high side and a low side connected in series with the high side, wherein, during operation of the half-bridge, a higher electrical potential is present at the high side and a lower electrical potential is present at the low side, - attaching the semiconductor switching elements (12) to a first side of a substrate, on the second side of which, opposite the first side (144), a heat sink of the inverter can be connected, - fastening a conductor body (18) between a circuit board (16) of the inverter and the substrate, so that the conductor body (18) is received by the circuit board (16) in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner in order to provide an electrical line between a current contact (124) of the semiconductor switching elements (12) and a metallization (14) on the first side (144) of the substrate, wherein a plurality of electronic components for switching the semiconductor switching elements (12) are arranged on the circuit board (16). are connected to these via a plurality of power and/or signal lines, - providing a first opening (168) in the circuit board (16), - connecting the semiconductor switching elements (12) mounted on the substrate to the underside of the circuit board (16) so that the power contact (124) of the semiconductor switching elements (12) is electrically conductively connected to an underside metallization (164) of the circuit board (16), - attaching the conductor body (18) to the circuit board (16) so that the conductor body (18) is received in the first opening (168) in a built-up state of the inverter and electrically conductively connects the underside metallization (164) of the circuit board (16) to the metallization (14) on the first side (14) of the substrate, - providing a second opening (142) in the substrate before the semiconductor switching elements (12) mounted on the substrate are connected to the underside of the circuit board (16), - passing the conductor body (18) through the first Opening (168), which is designed as a through opening, and into the second opening (142). Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: - Befestigen des Leiterkörpers (18) auf der ersten Seite (144) des Substrats, bevor die auf dem Substrat angebrachten Halbleiterschaltelemente (12) unterseitig mit der Leiterplatte (16) verbunden werden, - Verbinden des Leiterkörpers (18) mit einer Innenwand der ersten Öffnung (168) mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere eines Laserschweißverfahrens.Procedure according to Claim 9 , further comprising: - fastening the conductor body (18) on the first side (144) of the substrate before the semiconductor switching elements (12) attached to the substrate are connected to the underside of the circuit board (16), - connecting the conductor body (18) to an inner wall of the first opening (168) by means of a welding process, in particular a laser welding process.
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